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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 115464135 A
(43)申请公布日 2022.12.13
(21)申请号 202211149359 .6
(22)申请日 2022 .09 .21
(71)申请人 合肥工业大学
地址 230009 安徽省合肥市包河区屯溪路
193号
(72)发明人 马海红
徐卫兵
方顺成
任凤梅
周正发
(74)专利代理机构 合肥金安专利事务所(普通
合伙企业) 34114
专利代理师 金惠贞
(51)Int .Cl .
B22F 1/102 (2022 .01)
B22F 1/107 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
CN 115464135 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘
结剂的注射成型喂料
(57)摘要
本发明涉及一种具有改性不锈钢粉末与含
阳离子型粘结剂的注射成型喂料,
属于金属粉末
注射成型技术领域。制备操作步骤如下:
(1)使用
硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理,
获得改性
不锈钢粉末;
(2)将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、含阳
离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N,
二甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚,
获得含阳离
子侧链的聚合物;
(3)将92‑95质量份硬脂酸盐改
性的不锈钢粉末、3‑4 .5质量份的阳离子型聚合
物和2 .0‑3 .5质量份的聚乙二醇在密炼机中混
炼 ,获得注射成型喂料 ;其熔融指数为31 .5~
36 .7 g/10min(190℃,
5kg)。本发明配方中各组
分相互配合,
在保证注射成型喂料良好流动性前
提下,
制成的生坯密度为5 .07~5 .17g/cm3、
弯曲模量为1478~2086MPa,
提高了生坯性能。
说明书6页
附图1页
CN 115464135 A
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1 .一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料,
其特征在于:
由92‑
95质量份硬脂酸盐改性的不锈钢粉末、
3 .0‑4 .5质量份的阳离子型聚合物和2 .0‑3 .5质量份
的聚乙二醇经过混炼制成;
制备操作步骤如下:
(1)使用硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理,
获得改性不锈钢粉末;
(2)将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、含阳离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N,
N‑二
甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚,
获得含阳离子侧链的聚合物;
(3)将所述含阳离子侧链的聚合物、
聚乙二醇和改性不锈钢粉末一起在密炼机中混炼,
获得注射成型喂料;
在温度190℃、负载5kg的测试条件下,
所述注射成型喂料的熔融指数为31 .5~36 .7 g/
10min ;用注射成型喂 料 制成的 生坯密度5 .07~5 .17g/cm 3 、生坯弯曲 模量为1478~
2086MPa。
2 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于:
所述含阳离子侧链的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)或
丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)或二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)中的一种。
3 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于:
步骤(1)中,
将32g硬脂酸钠加入到150mL丙酮溶剂中混合搅拌溶解均匀,
到硬脂酸钠表面改性剂;
将8Kg不锈钢粉末加入到高速混合机中,
加热至温度140℃时,
次均匀加入硬脂酸钠表面改性剂,
每次加入量为50g,
在800rpm转速下混合30min,
即得到经
硬脂酸盐改性的不锈钢粉末。
4 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于:
步骤(2)中,
将90~95g甲基丙烯酸甲酯(MMA)、
9 .5~19 .5g含阳离子侧链的功
能单体和127~134g质量浓度55%的N,
N‑二甲基甲酰胺溶液(DMF)混合均匀,
分成两份混合
将第一份混合物加入到具有搅拌器、
冷凝管的容器中,
通入氮气30min排出空气;
在另一
份混合物中加入1 .054~1 .094g引发剂偶氮二异丁腈,
再通过恒压漏斗1h缓慢滴加入第一份
混合物中,
80℃恒温油浴反应10h得到产物;
将产物逐滴滴入2L纯度为99 .5%的甲醇中,
沉淀物;
随后用500ml去离子水洗涤沉淀物三次,
再用500ml纯度为99 .5%的甲醇洗涤沉淀物
三次,
得到提纯物;
在70℃真空干燥箱中干燥12h,
得到含阳离子侧链的聚合物,
所述聚合物
为聚甲基丙烯酸甲酯‑甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
5 .根据权利要求1所述一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂
其特征在于:
步骤(3)中,
将240 .574~241 .092g改性不锈钢粉末、
12 .112~12 .520g含阳离
子侧链的聚合物、5 .214~ 5 .489g聚乙二醇加入到密炼机中,
转速50rpm、180℃条件下混炼
15min,
得到具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料。
CN 115464135 A
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一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型
技术领域
[0001] 本发明属于金属粉末注射成型技术领域,
特别是一种改性不锈钢粉末与含阳离子
型聚合物粘结剂组成的金属注射成型喂料及制备方法。
背景技术
[0002] 金属粉末注射成型技术(Metal powder injection molding)形成于20世纪80年
金属注射成型(MIM)技术在工业生产中应用广泛,
在几何形状复杂、制件精度要求高的
微型金属零件生产中发挥重要作用,
金属注射成型(MIM)技术的金属零件的制造成本远低
于其他加工方法,
并且显著提高了材料的利用率,
在汽车、
医疗器械、
电子电器、
IT等行业得
到广泛应用。
[0003] 金属注射成型是整个工艺流程中最重要的程序,
过程中制品容易产生裂纹,
不足,
气泡孔洞等问题,
影响后续产品质量,
甚至可能导致整批产品报废。
目前,
金属注射成
型(MIM)工艺过程仍存在较多不足,
大部分不足是由粘结剂本身性质的问题引起,
例如金属
从而导致金属粉末与粘结剂混炼时
粉末与粘结剂之间分布不均匀,
导致相容亲和性较差,
发生相分离、
生坯性能差、
脱脂保形性、
尺寸稳定性差等常见问题。
因此,
要减少这些生产问
要从粘结剂的制备和选择入手,
因此粘结剂的制备技术是目前金属粉末注射成型中最
重要的部分,
也是推动金属粉末注射成型技术进步和发展的重要着手点。
发明内容
[0004] 为了实现在保证喂料的良好流动性前提下,
达到提高生坯性能的目的,
本发明提
供一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料。
[0005] 一种具有改性不锈钢粉末与含阳离子型粘结剂的注射成型喂料由92‑95质量份硬
脂酸盐改性的不锈钢粉末、
3‑4 .5质量份的阳离子型聚合物和2‑3 .5质量份的聚乙二醇经过
混炼制成;
制备操作步骤如下:
(1)使用硬脂酸盐对不锈钢粉末进行表面处理,
获得改性不锈钢粉末;
(2)将甲基丙烯酸甲酯(MMA)、含阳离子侧链的功能单体加入到质量浓度55%的N,
N‑二甲基甲酰胺溶剂中进行溶液共聚,
获得含阳离子侧链的聚合物;
(3)将所述含阳离子侧链的聚合物、
聚乙二醇和改性不锈钢粉末一起在密炼机中
混炼,
获得注射成型喂料;
在温度190℃、负载5kg的测试条件下 ,
所述注射成型喂料的熔融指数为31 .5~
36 .7 g/10min;
用注射成型喂料制成的生坯密度5 .07~5 .17g/cm3、
生坯弯曲模量为1478~
2086MPa。
[0006] 进一步的技术方案如下:
所述含阳离子侧链的功能单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)或丙烯酰
CN 115464135 A
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氧乙基三甲基氯化铵(DAC)或二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)中的一种。
[0007] 步骤(1)中,
将32g硬脂酸钠加入到150mL丙酮溶剂中搅拌均匀,
得到硬脂酸钠表面
加热至温度140℃时,
分三次均匀加入硬脂
改性剂;
将8Kg不锈钢粉末加入到高速混合机中,
酸钠表面改性剂,
每次加入量为50g,
在800r
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